一种模数转换器制造技术

本申请实施例提供一种模数转换器，以恒定的采样频率采样输入的模拟信号得到第一采样数据；所述第一采样数据包括瞬时脉冲信号的采样数据和输入电压信号的采样数据；所述输入电压信号为预先设置的信号；所述瞬时脉冲信号在所述输入电压信号结束后输入；根据所述第一采样数据的从最大电压值恢复到零之后的幅值跳变范围大于预设阈值且信号持续时间小于或等于预设信号持续时间的采样数据确定为所述瞬时脉冲信号的采样数据；根据所述瞬时脉冲信号的采样数据中对应幅值最大的采样点的采样时间加上预设时间作为所述输入电压信号的发送时间；根据输入电压信号的发送时间对应的采样点作为所述输入电压信号的采样数据的采样起点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种模数转换器
[0001]本申请为2019年11月21日递交中国专利局，申请号为201911148182.6，申请名称为“ADC输出曲线的生成方法、装置、设备及介质”的中国专利申请的分案，本申请全部内容包含在母案中。


[0002]本申请实施例涉及信号处理
，尤其涉及一种模数转换器。

技术介绍

[0003]模数转换器(analog to digital converter，简称ADC)，其作用是经过采样、保持、量化及编码4个过程将时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号。采样率指ADC单位时间内采集的点的个数。模数转换过程如图1和图2所示，图1为信号发生器发送的斜坡电压信号波形图(斜坡电压信号的周期t2
‑
t1或t5
‑
t4、电压与时间的线性关系均可由信号发生器设定)、图2为12位ADC输出的“数字输出值k
‑
采样点n”阶梯折线图(ADC的采样率可设定)；当信号发生器发送的斜坡信号电压范围为“0～3.3V”时，ADC输出值范围为“0～4095”。
[0004]在日常的ADC数据分析中，需要获取每个采样点对应的具体电压，以及准确的“电压V
‑
数字输出值k”曲线图。就现有技术而言，由于ADC和信号发生器采用不同的时钟，导致ADC采样点与采样信号的时间对应关系难以确定，因此无法确定每个采样点对应的具体电压。另外，在ADC的转换输出过程中，由于受ADC精度及实施环境等因素影响，ADC的采样通常存在误差，导致ADC的输出值也会相应地存在误差，因此无法获得准确的“电压V
‑
数字输出值k”曲线图。因此，期待一种能够在获取每个采样点对应的具体电压的基础上，能进一步生成准确的“电压V
‑
数字输出值k”曲线图的方法。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种模数转换器，用于优化模数转换器的采样。
[0006]本申请实施例提供一种模数转换器，所述模数转换器以恒定的采样频率采样输入的模拟信号得到第一采样数据；所述第一采样数据包括瞬时脉冲信号的采样数据和输入电压信号的采样数据；所述输入电压信号为预先设置的信号；所述瞬时脉冲信号在所述输入电压信号结束后输入；根据所述第一采样数据的从最大电压值恢复到零之后的幅值跳变范围大于预设阈值且信号持续时间小于或等于预设信号持续时间的采样数据确定为所述瞬时脉冲信号的采样数据；根据所述瞬时脉冲信号的采样数据中对应幅值最大的采样点的采样时间加上预设时间作为所述输入电压信号的发送时间；根据输入电压信号的发送时间对应的采样点作为所述输入电压信号的采样数据的采样起点。
[0007]在一种可行的实施方式中，输入电压信号为斜坡电压信号。
[0008]在一种可行的实施方式中，瞬时脉冲信号在前一个输入电压信号结束后和后一个输入电压信号之前输入。
[0009]在一种可行的实施方式中，瞬时脉冲信号是按预定的电压幅度，以预定的时间间隔连续的信号。
[0010]在一种可行的实施方式中，瞬时脉冲信号和后一个输入电压信号的时间间隔为预设时间间隔。
[0011]在一种可行的实施方式中，瞬时脉冲信号为瞬时上升脉冲信号。
[0012]在一种可行的实施方式中，采用窗函数对第一采样数据进行平滑处理得到第二采样数据，窗函数为截断函数。
[0013]在一种可行的实施方式中，基于输入电压信号的波形类型选择相对应的窗函数对第一采样数据进行平滑处理，窗函数包括：布莱克曼窗、汉宁窗、汉明窗、平顶窗、凯瑟窗、三角窗、矩形窗。
[0014]在一种可行的实施方式中，采用窗函数对第一采样数据进行平滑处理得到第三采样数据，基于窗函数的类型选择相对应的校正函数对第三采样数据的采样起点和采样终点的采样数据进行校正处理，得到第二采样数据。
[0015]在一种可行的实施方式中，根据第二采样数据及各采样点对应的采样电压，生成模数转换器的输出曲线。
[0016]基于以上各方面，本申请实施例提供的模数转换器，通过先将瞬时脉冲信号发送给ADC，再间隔预设时间之后将输入电压信号发送给ADC，使得ADC依次对瞬时脉冲信号和输入电压信号进行采样获得第一采样数据，由于瞬时脉冲信号持续时间很短，其对应的第一采样数据中幅值最大处的点唯一，且该采样点的采样时间可以唯一的与瞬时脉冲信号的发送时间对应，因而在从第一采样数据中确定出瞬时脉冲信号对应的数据段之后，可以将数据段中幅值最大的采样点间隔预设时间后所对应的采样点作为输入电压信号的采样起点，进而根据输入电压信号中电压和时间之间的对应关系即可准确确定采样起点之后输入电压信号的每个采样点对应的电压，进一步的，在此基础之上，采用窗函数对第一采样数据进行平滑处理能够消除第一采样数据中因环境噪声等因素影响产生的误差数据，得到较准确的第二采样数据。
[0017]应当理解，上述
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本公申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0018]图1为信号发生器发送的斜坡电压信号波形图；
[0019]图2为12位ADC输出的“数字输出值k
‑
采样点n”的阶梯折线图；
[0020]图3是本申请实施例提供的一种模数转换的场景示意图；
[0021]图4是本申请实施例提供的一种ADC采样点采样电压的确定方法的流程图；
[0022]图5是一种示例性的模拟信号的示意图；
[0023]图6是本申请实施例提供的一种理想和实际A/D转换曲线的对比图；
[0024]图7是本申请实施例提供的一种利用窗函数进行平滑处理的示意图；
[0025]图8是本申请实施例提供的一种ADC输出曲线的生成方法的流程图；
[0026]图9为12位ADC基于图5所示的模拟信号得到的数字输出值k与采样点n之间对应关
系的示意图；
[0027]图10是本申请实施例提供的一种ADC输出曲线的生成方法的流程图；
[0028]图11是本申请实施例提供的一种输出曲线生成装置的结构示意图；
[0029]图12是本申请实施例提供的一种处理模块115的结构示意图。
具体实施方式
[0030]下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。
[0031]本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请实施例例如能够以除了在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模数转换器，其特征在于，所述模数转换器以恒定的采样频率采样输入的模拟信号得到第一采样数据；所述第一采样数据包括瞬时脉冲信号的采样数据和输入电压信号的采样数据；所述输入电压信号为预先设置的信号；所述瞬时脉冲信号在所述输入电压信号结束后输入；根据所述第一采样数据的从最大电压值恢复到零之后的幅值跳变范围大于预设阈值且信号持续时间小于或等于预设信号持续时间的采样数据确定为所述瞬时脉冲信号的采样数据；根据所述瞬时脉冲信号的采样数据中对应幅值最大的采样点的采样时间加上预设时间作为所述输入电压信号的发送时间；根据输入电压信号的发送时间对应的采样点作为所述输入电压信号的采样数据的采样起点。2.根据权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述输入电压信号为斜坡电压信号。3.根据权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述瞬时脉冲信号在前一个所述输入电压信号结束后和后一个所述输入电压信号之前输入。4.根据权利要求3所述的模数转换器，其特征在于，所述瞬时脉冲信号是按预定的电压幅度，以预定的时间间隔连续的信号。...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼鹏，
申请(专利权)人：珠海极海半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：